【摘要】：在旋轉(zhuǎn)軸系中,空心軸是常見(jiàn)的軸類零件,空心軸的內(nèi)孔和外圓同軸度誤差嚴(yán)重影響空心軸的工作性能和使用壽命�，F(xiàn)有的同軸度測(cè)量方法,測(cè)量精度偏低,測(cè)量步驟復(fù)雜,大多都需要轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)對(duì)象,對(duì)大尺寸大質(zhì)量的空心軸的孔-軸同軸度測(cè)量還存在一定難度,亟需開(kāi)發(fā)一款適合大尺寸大質(zhì)量的空心軸的內(nèi)孔和外圓同軸度測(cè)量裝置。本文提出了一種共空間直線基準(zhǔn)的空心軸內(nèi)孔和外圓同軸度測(cè)量方案,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大尺寸大質(zhì)量的空心軸的孔-軸同軸度等參數(shù)進(jìn)行精密測(cè)量。方案如下:首先利用無(wú)衍射光基準(zhǔn)發(fā)生器發(fā)射無(wú)衍射光束,構(gòu)建公共的無(wú)衍射光直線基準(zhǔn),測(cè)量多個(gè)內(nèi)孔截面輪廓圓,求出各個(gè)截面輪廓圓圓心相對(duì)于公共的無(wú)衍射光直線基準(zhǔn)的空間位置,擬合出一條內(nèi)孔直線軸線,將該軸線作為同軸度評(píng)定的基準(zhǔn);再測(cè)量多個(gè)外圓截面輪廓圓,求取各個(gè)截面輪廓圓圓心相對(duì)于無(wú)衍射光直線基準(zhǔn)的空間位置,進(jìn)而求取各個(gè)外圓截面輪廓圓圓心相對(duì)于擬合內(nèi)孔直線軸線的空間距離,最后求得外圓和內(nèi)孔的同軸度�；谠摐y(cè)量方案,本文定義了坐標(biāo)系,推導(dǎo)了各坐標(biāo)系之間的變換矩陣,建立了同軸度算法的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了一套完整的數(shù)據(jù)處理方法。設(shè)計(jì)了專用的測(cè)頭,制作出一臺(tái)內(nèi)孔和外圓同軸度測(cè)量裝置的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),開(kāi)發(fā)了同軸度測(cè)量數(shù)據(jù)處理算法,并編寫了數(shù)據(jù)處理軟件。此外,本文還制定了同軸度測(cè)量裝置中位移傳感器零位校準(zhǔn)的方案,進(jìn)行了校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),并將校準(zhǔn)結(jié)果寫入程序中,提高了測(cè)量裝置的測(cè)量精度。利用該同軸度測(cè)量裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后,對(duì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了分析,并對(duì)該同軸度測(cè)量裝置的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行了分析,確定其同軸度結(jié)果測(cè)量不確定度為10.66um。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH87
【圖文】：

該測(cè)量方法的核心思想是內(nèi)孔和外圓采用無(wú)衍射光空間直線基準(zhǔn)作為公共空間直線基準(zhǔn)，從而減小測(cè)量誤差。圖2-1 總體測(cè)量方案示意圖為了實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量方案，需要開(kāi)發(fā)出一款能夠綜合測(cè)量和評(píng)定空心軸內(nèi)孔和外圓同軸度的裝置，命名為同軸度測(cè)量裝置，如圖2-2所示，主要包括無(wú)衍射光基準(zhǔn)發(fā)生器、外圓圓度測(cè)頭、內(nèi)孔圓度測(cè)頭、二維工作臺(tái)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。其中，無(wú)衍射光基準(zhǔn)發(fā)生器用于發(fā)射無(wú)衍射光，該裝置自身帶有調(diào)節(jié)旋鈕，可以調(diào)節(jié)自身的空間位置和所發(fā)射的無(wú)衍射光光束的方向。在測(cè)量?jī)?nèi)孔和外圓特征時(shí)，共用同一束無(wú)衍射光作為空間直線基準(zhǔn)。內(nèi)孔圓度測(cè)頭和外圓圓度測(cè)頭是

據(jù)處理系統(tǒng)處理多個(gè)外圓截面的數(shù)據(jù)輪廓圓的數(shù)據(jù)并計(jì)算出圓心。最后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以內(nèi)孔數(shù)據(jù)擬合出的直線軸線為基準(zhǔn)軸線，計(jì)算外圓和內(nèi)孔的同軸度。圖2-2 同軸度測(cè)量裝置構(gòu)成示意圖2.2.2 內(nèi)孔截面輪廓圓的測(cè)量原理內(nèi)孔截面輪廓圓的測(cè)量目的主要是以無(wú)衍射光為基準(zhǔn)擬合內(nèi)孔軸線，那么就需要測(cè)量多個(gè)內(nèi)孔截面輪廓圓的圓心相對(duì)于無(wú)衍射光基準(zhǔn)的空間位置，如圖 2-3，將無(wú)衍射光基準(zhǔn)發(fā)生器和被測(cè)對(duì)象（空心軸）水平放置，將內(nèi)孔圓度測(cè)頭安裝在二維工作臺(tái)上，采用人工推動(dòng)或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使內(nèi)孔圓度測(cè)頭能在被測(cè)內(nèi)孔中移動(dòng)。先在內(nèi)孔截面輪廓圓上取6個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出所測(cè)內(nèi)孔截面輪廓圓的圓心相對(duì)于測(cè)頭的位置坐標(biāo)，再測(cè)量出測(cè)頭本身相對(duì)于無(wú)衍射光基準(zhǔn)的位置，從而進(jìn)一步計(jì)算出截面輪廓圓的圓心相對(duì)于無(wú)衍射光基準(zhǔn)的空間位置。然后

空心軸內(nèi)孔測(cè)量原理示意圖

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 左威;;一種同軸度測(cè)量裝置[J];機(jī)械工程師;2016年03期

2 李本全,李歷平;自制同軸度測(cè)量裝置[J];計(jì)量技術(shù);2000年11期

3 崔紹良，崔勇，鐘家楨;立式同軸度測(cè)量?jī)x的研制[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);1996年02期

4 郭振英;;DT2-1型大尺寸同軸度測(cè)量?jī)x通過(guò)鑒定[J];計(jì)量技術(shù);1987年03期

5 李祖平;;同軸度的簡(jiǎn)便測(cè)量[J];機(jī)械工人.冷加工;1987年06期

6 ;科技市場(chǎng)信息[J];機(jī)械工藝師;1987年10期

7 張國(guó)雄,李敬杰,岳潤(rùn)玲,候文郁,何曉葵;誤差修正技術(shù)在大型工件同軸度測(cè)量中的應(yīng)用[J];機(jī)床;1988年12期

8 郭振英;龐瑞華;范瀛;劉巽爾;;DTZ-1型大尺寸同軸度儀的研制[J];計(jì)量技術(shù);1988年11期

9 王敏;;大型工件兩孔同軸度的測(cè)量[J];計(jì)量技術(shù);1988年11期

10 徐浩然;;盤蓋類零件的同軸度檢測(cè)[J];機(jī)械制造;1988年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 劉鵬;李克然;黃河;;短軸長(zhǎng)距類工件同軸度測(cè)量方法的探討[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 凡小飛;;機(jī)車抱軸箱軸承孔同軸度測(cè)量方法淺議[A];江蘇省計(jì)量測(cè)試學(xué)術(shù)論文集(2011)[C];2011年

3 胡廷智;張忠清;肖木崢;張之敬;王世銘;;基于激光自準(zhǔn)直的發(fā)動(dòng)機(jī)軸孔同軸度在線檢測(cè)方法[A];中國(guó)航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十九屆技術(shù)交流會(huì)暨第三屆空天動(dòng)力聯(lián)合會(huì)議論文集——S06材料、工藝與制造技術(shù)[C];2018年

4 張治;張大衛(wèi);;一種彈丸同軸度測(cè)量方法[A];第七屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 祝逸慶;傅云霞;;棉紡錠腳同軸度測(cè)量裝置[A];第十屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2004年

6 劉紅;張?jiān)平?姚江偉;曹昆武;舒朝霞;;專用薄壁異形管同軸度測(cè)量方法研究[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第五卷）——中國(guó)核學(xué)會(huì)2017年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第4冊(cè)（同位素分離分卷）[C];2017年

7 王紅旗;;基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量同軸度的幾點(diǎn)探討[A];2011航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 ;推出軋輥同軸度測(cè)量?jī)x[N];中國(guó)冶金報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 孫傳智;基于矢量投影的多級(jí)轉(zhuǎn)子同軸度測(cè)量方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 李強(qiáng);共空間直線基準(zhǔn)的空心軸同軸度測(cè)量裝置的研制[D];華中科技大學(xué);2019年

2 劉澤偉;航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸度和不平衡量雙目標(biāo)優(yōu)化裝配方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 劉曉如;同軸度測(cè)量中的圖像處理技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2008年

4 劉元;錠腳（膽）同軸度測(cè)量?jī)x的研究開(kāi)發(fā)[D];上海交通大學(xué);2010年

5 龔醒;大距離孔系同軸度測(cè)量裝置專用校準(zhǔn)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

6 趙曉勇;采煤機(jī)截割部殼體深長(zhǎng)孔系同軸度控制方法研究[D];西安科技大學(xué);2017年

7 王震;基于圖像處理的測(cè)角精度和同軸度測(cè)量方法[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

8 杜希鵬;激光對(duì)中測(cè)量系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2771109